Магнетики: Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики.

Магнетики – вещества, обладающие магнитной восприимчивостью или проницаемостью.

Делятся на три класса: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

Диамагнетики – магнитные вещества, у которых восприимчивость отрицательна (m<1).

Парамагнетики – магнитные вещества, у которых восприимчивость положительна (m>1).

Ферромагнетики – восприимчивость во много раз положительна (m>>1).

m связана с восприимчивостью: m = 1 + 4pc (c - восприимчивость)

m = 1 + c

Диамагнетики отталкиваются от области сильного магнитного поля.

Ферромагнетики – железо(Fe), никель(Ni), кобальт(Co) и т.д.

а) Восприимчивость диамагнетиков:

- вектор магнитного момента

- плотность тока

; (sin90⁰ = 1)

j = zneU

z – зарядовое число (z = -1)

n = 1 (один электрон)

U = w·r

H – напряженность магнитного поля, w – частота вращающегося магнитного поля, m – масса электрона.

а – радиус атом (электрона)

; d –диамагнетик, N – число Авогадро

так как M = cН, то

б) Восприимчивость парамагнетиков:

Если магнитные моменты всех атомов: J называют намагниченностью.

F – свободная

Энергия

F = -NkT· lnz

k – коэффициент Больцмана; z – число состояний магнитных моментов электронов в парамагнетике.

mH·cosq = -u (энергия взаимодействия магнитного момента с полем Н).

Q - угол нутаций

J - угол прецессий

cosq = x

; (sha – гиперболический синус а)

- Для любого случая.

Рассмотрим случай:

(слабые магнитные поля, высокие температуры Т)

, (c _р - восприимчивость)

Как видно восприимчивость зависит от температуры.

в) Восприимчивость ферромагнетиков:

У ферромагнетиков магнитная проницаемость не является постоянной величиной как у диамагнетиков, парамагнетиков.

Это доказывается кривой намагничивания.

Когда уменьшается магнитное поле (МП), то индукция МП не уменьшается по тому же закону.

ОА – остаточная намагниченность (индукция).

ОАС – коэрцитивная сила.

В точке С исчезают магнитные свойства (В=0) при каких-то значениях Н.

Дальнейшее уменьшение МП приводит к симметричной петле гистерезиса.

B = mH

Для ферромагнетиков существует температура Кюри (Т_к). При данной температуре ферромагнетик превращается в парамагнетик.

Ферромагнетики делятся на домены. Домены – области спонтанной намагниченностью. В каждом домене магнитные моменты m строго параллельны.

Отмечено, что есть монокристаллы, где соседние домены образуют угол 180⁰.

Магнитные моменты в одном домене строго параллельны, за это отвечают обменные силы или обменные взаимодействия. Обменные взаимодействия могут объясняться только через квантовую механику.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: